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技術 高強度鋼板の圧延設備列

出願人 株式会社神戸製鋼所
発明者 渡辺邦明
出願日 1999年5月17日 (21年1ヶ月経過) 出願番号 1999-135847
公開日 2000年11月21日 (19年7ヶ月経過) 公開番号 2000-317505
状態 未査定
技術分野 金属圧延一般 鋼の加工熱処理
主要キーワード 位置拘束 潤滑管理 バックアップ力 形状拘束 テーパーロール 設備配列 ロールフレーム 配列角度
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年11月21日)のものです。
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図面 (12)

課題

結晶粒微細化を図り高強度鋼板を得る圧延設備列を提供する。

解決手段

粗圧延工程において、前方ターンテーブル4、圧延機2、竪型圧延機3、強圧下圧延機1、竪型圧延機3、圧延機2、後方ターンテーブル5の順に設備配列されている圧延設備列である。

概要

背景

従来の圧延方法は、図10に示すように、直列に並んだ粗圧延機仕上圧延機圧延素材を通し、各圧延機を通過中に圧下を加え所望の板厚仕上げる方法である。すなわち、加熱炉18で加熱された圧延素材はデスケーラ19で表面のスケールが除かれた後、粗圧延工程の1〜3基の2重式粗圧延機20、1〜3基の4重式粗圧延機16で粗圧延され中間板厚まで圧延され、そして、直列に配列された5〜7基の4重式仕上圧延機16で順次圧下され所望の板厚まで圧延され、巻取機21で巻き取られ熱延コイル22となる。

上記の熱延鋼板の圧延方法では、仕上圧延後、制御冷却、制御巻き取り等を行っても、強度は1500N/mm2 程度までで、省エネルギー、省資源の観点からは、さらに強度の高い鋼板要望されている。

概要

結晶粒微細化を図り高強度鋼板を得る圧延設備列を提供する。

粗圧延工程において、前方ターンテーブル4、圧延機2、竪型圧延機3、強圧下圧延機1、竪型圧延機3、圧延機2、後方ターンテーブル5の順に設備配列されている圧延設備列である。

目的

高強度熱延鋼板を製造するためには、上記の制御冷却、制御巻き取りでは限界があり、さらに強度を高めるためには圧延工程で強圧下圧延を行うことが重要である。特に、粗圧延工程での強圧下圧延は、結晶粒の微細化を促進し、鋼板の強度を高める手段としては最適である。しかし、従来の圧延設備を用いる圧延方法では、目的とする結晶粒の微細化は望めない。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、粗圧延工程において、圧延機の配列を従来の配列と変え、さらに圧延機を強圧下圧延機にすることにより結晶粒の微細化を図り高強度鋼板を得る圧延設備列を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

粗圧延工程において、前方ターンテーブル、圧延機竪型圧延機、強圧下圧延機、竪型圧延機、圧延機、後方ターンテーブルの順に設備配列されていることを特徴とする高強度鋼板圧延設備列

請求項2

粗圧延工程において、後方ターンテーブルから分岐した圧延ラインに、圧延機、竪型圧延機、強圧下圧延機、竪型圧延機、圧延機の順に設備配列されている請求項1に記載の高強度鋼板の圧延設備列。

請求項3

粗圧延工程において、圧延機、竪型圧延機、強圧下圧延機、竪型圧延機、強圧下圧延機、竪型圧延機、圧延機の順に設備配列され、前記2基の強圧下圧延機が圧延ライン軸に対して互いに逆向きの角度を持って配列されていることを特徴とする高強度鋼板の圧延設備列。

請求項4

粗圧延工程において、幅方向プレス機、厚さ方向プレス機、圧延機、竪型圧延機、強圧下圧延機、竪型圧延機、圧延機の順に設備配列されていることを特徴とする高強度鋼板の圧延設備列。

請求項5

粗圧延工程において、圧延機、竪型圧延機、強圧下圧延機、竪型圧延機、圧延機、竪型圧延機、ピンチロール幅方向移動強圧下圧延機、ピンチロール、竪型圧延機、圧延機の順に設備配列されていることを特徴とする高強度鋼板の圧延設備列。

技術分野

0001

本発明は、高強度鋼板を製造する強圧下圧延設備の配列に関する技術分野に属するものである。

背景技術

0002

従来の圧延方法は、図10に示すように、直列に並んだ粗圧延機仕上圧延機圧延素材を通し、各圧延機を通過中に圧下を加え所望の板厚仕上げる方法である。すなわち、加熱炉18で加熱された圧延素材はデスケーラ19で表面のスケールが除かれた後、粗圧延工程の1〜3基の2重式粗圧延機20、1〜3基の4重式粗圧延機16で粗圧延され中間板厚まで圧延され、そして、直列に配列された5〜7基の4重式仕上圧延機16で順次圧下され所望の板厚まで圧延され、巻取機21で巻き取られ熱延コイル22となる。

0003

上記の熱延鋼板の圧延方法では、仕上圧延後、制御冷却、制御巻き取り等を行っても、強度は1500N/mm2 程度までで、省エネルギー、省資源の観点からは、さらに強度の高い鋼板要望されている。

発明が解決しようとする課題

0004

高強度熱延鋼板を製造するためには、上記の制御冷却、制御巻き取りでは限界があり、さらに強度を高めるためには圧延工程で強圧下圧延を行うことが重要である。特に、粗圧延工程での強圧下圧延は、結晶粒微細化を促進し、鋼板の強度を高める手段としては最適である。しかし、従来の圧延設備を用いる圧延方法では、目的とする結晶粒の微細化は望めない。

0005

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、粗圧延工程において、圧延機の配列を従来の配列と変え、さらに圧延機を強圧下圧延機にすることにより結晶粒の微細化を図り高強度鋼板を得る圧延設備列を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

その要旨は、粗圧延工程において、前方ターンテーブル、圧延機、竪型圧延機、強圧下圧延機、竪型圧延機、圧延機、後方ターンテーブルの順に設備配列されている高強度鋼板の圧延設備列である。

0007

粗圧延工程において、後方ターンテーブルから分岐した圧延ラインに、圧延機、竪型圧延機、強圧下圧延機、竪型圧延機、圧延機の順に設備配列されている上記高強度鋼板の圧延設備列である。

0008

粗圧延工程において、圧延機、竪型圧延機、強圧下圧延機、竪型圧延機、強圧下圧延機、竪型圧延機、圧延機の順に設備配列され、前記2基の強圧下圧延機が圧延ライン軸に対して互いに逆向きの角度を持って配列されている高強度鋼板の圧延設備列である。

0009

粗圧延工程において、幅方向プレス機、厚さ方向プレス機、圧延機、竪型圧延機、強圧下圧延機、竪型圧延機、圧延機の順に設備配列されている高強度鋼板の圧延設備列である。

0010

粗圧延工程において、圧延機、竪型圧延機、強圧下圧延機、竪型圧延機、圧延機、竪型圧延機、ピンチロール幅方向移動強圧下圧延機、ピンチロール、竪型圧延機、圧延機の順に設備配列されている高強度鋼板の圧延設備列である。

0011

高強度鋼板の製造では、強圧下によって結晶粒を微細化した組織とするため、鋼片から熱延鋼板に至るまでの圧延素材には圧延方向に対して上下・左右へ向けた曲がりや形状的なふくれ等が生じ易くなる。このようなことから本発明では、圧延素材を高強度化するため、或いは高強度化された圧延素材を対象にするための各部の増強に加え、圧延素材に対する圧延中の位置拘束形状拘束等を厳しくした。

0012

すなわち、本発明に係わる高強度鋼板の基本的な圧延設備列は、粗圧延工程において、ワークロールバックアップ力補強し、ワンパス当たりの強圧下を可能にした強圧下圧延機の前後に竪型圧延機を配設して圧延素材の幅方向に押圧する圧延と、水平圧延機との組合せによって圧延中の圧延素材の位置拘束や形状拘束を行う。このようにして、強圧下圧延中に圧延素材に発生するキャンバー長手方向の曲がり)を防止する。さらに粗圧延工程の入側と出側に水平圧延機を配設して圧延素材の竪型圧延機への噛み込み、特に強圧下圧延機への噛み込みを助け、かつ圧延中の位置拘束や形状拘束を行う。そして、粗圧延工程の入側と出側に、前方と後方のターンテーブル及び圧延機を配設することによって粗圧延工程で強圧下のリバース圧延クロス圧延(圧延素材進行向圧延およびそれに直角方向の圧延)が可能になる。

0013

強圧下圧延機の具体的構成としては、例えば、1本のワークロールにつき、複数本バックアップロールが当接する構成で、かつ各バックアップロールが径小化されているとともに、軸方向に複数に分割されているものとすればよい。これにより、バックアップロールとしての巨大化を防止でき、圧延機全体としても大型化を抑制できることになる。

0014

後方ターンテーブルから分岐した圧延ラインに、圧延機、竪型圧延機、強圧下圧延機、竪型圧延機、圧延機の順に設備配列することによって、圧延ラインを2系列持つことになり、通常圧延と強圧下圧延での使い分け、或いは分岐した圧延ラインで圧延素材の温度調整と強圧下圧延を行い、その後、圧延素材を元の圧延ラインに戻し、仕上圧延工程に移ることも可能である。

0015

また、粗圧延工程において、2基の強圧下圧延機を圧延ライン軸に対して互いに逆向きの角度を持って配列することによって、圧延素材は角度に対して直角方向に強圧下圧延されることになり、そして2基の強圧下圧延機が互いに逆向きの角度で配列されているため、圧延素材は角度に対して直角方向にクロス圧延されたのと同様な効果を付与されることになる。これによって圧延素材の結晶粒の微細化が促進される。

0016

上記のように、強圧下圧延機を圧延ライン軸に対して角度を持って配列すると、圧延素材は角度に対して直角方向に圧延されるため、圧延された圧延素材は圧延ラインから外れることになる。これを防止するために、ワークロールをテーパーロールとし、圧延された圧延素材が圧延ライン軸に対して平行に移動するようにする。すなわち、圧延素材が圧延ラインから外れる側のワークロールの径を片側の径よりも大きくすることによって、圧延素材が圧延ライン軸に対して平行に圧延される。

0017

粗圧延工程において、粗圧延工程の入側に幅方向プレス機と厚さ方向プレス機を配設して、このプレス機を用いて圧延素材に幅方向と厚さ方向にプレスを行い塑性加工を施し、結晶粒の微細化を図る。これによって、強圧下圧延機のみの圧延よりも結晶粒の微細化が促進され、より高強度の鋼板が得られる。なお、幅方向プレスは、厚さ寸法に対して幅方向寸法が大きいため、プレス時に形状的なふくれが生じ易くなるので、形状拘束の観点から、押さえ装置等の設置が望ましい。

0018

粗圧延工程において、幅方向移動強圧下圧延機を配設して、圧延素材の幅方向の強圧下圧延を行う。すなわち、幅方向移動強圧下圧延機は強圧下圧延機が圧延素材の幅方向に移動して圧延するか、あるいは強圧下圧延機に噛み込まれた圧延素材が移動して圧延する圧延機である。したがって、圧延過程で延ばされ既に圧延ライン幅以上に長くなり、ターンテーブルで90°回転できない圧延素材においても、ワークロールの長さでもって圧延を繰り返すことによって、幅方向圧延が可能となる。

0019

幅方向移動強圧下圧延機の具体的構成としては、既述の強圧下圧延機のロール軸を圧延ライン軸に対して平行になるように配設し、この強圧下圧延機を圧延素材の幅方向に移動して、あるいは強圧下圧延機は移動せず、強圧下圧延機に噛み込まれた圧延素材を圧延素材の幅方向に移動して、圧延素材を幅方向に圧延する構成である。また、強圧下圧延機をワークロールを境にして上下に2分割した上側のみの構成で、定盤上に移動してきた圧延素材を押圧して幅方向に延ばす(圧延する)幅方向移動強圧下圧延機でもよい。

発明を実施するための最良の形態

0020

高強度鋼板の製造に際しては、圧延素材を均一に強圧下するために、加熱工程で所定温度均熱することが重要である。加熱炉18から抽出された圧延素材はデスケーラ19によって表面に形成された酸化スケールを除去した後、粗圧延工程に移動する。以下に、実施例を挙げて粗圧延工程における圧延設備列の例を説明する。

0021

図1に本発明の基本的な圧延設備列の例を示す。粗圧延工程における圧延設備は粗圧延工程の入側から前方ターンテーブル4、圧延機(通常の圧延機)2、竪型圧延機3、強圧下圧延機1、竪型圧延機3、圧延機2、後方ターンテーブル5の順に設備配列されている。高温の圧延素材(図示せず)は前方ターンテーブル4で圧延方向に向けられ、圧延機2、竪型圧延機3、強圧下圧延機1、竪型圧延機3、圧延機2、後方ターンテーブル5の順に各設備を通過して圧延される。粗圧延された圧延素材を後方ターンテーブル5で90°回転して逆方向に通過させると、圧延素材は幅方向圧延され、さらに前方ターンテーブル4で90°回転して正規の方向に通過させると縦方向圧延される。なお、前方、後方のターンテーブルは、ローラーテーブルが回転する構造、テーパーロールが互い違いに逆方向に回転する構造のいずれでもよい。

0022

図1の圧延設備列には、図2及び図3に示す強圧下圧延機1が配設されている。この強圧下圧延機1が従来技術で説明した通常の圧延機と異なるところは、1本のワークロール6につき、その外周面に複数本のバックアップロール7が当接されており、また、各バックアップロール7は、径小化されているとともに、軸方向に分割されている点にある。

0023

このような構成にすると、ワークロール6に対するバックアップ力が増強されることに起因して、圧延荷重を8000t 〜20000tにも高めた強圧下をかけることができる(通常の圧延機では4000t 〜5000t 程度)ことになる。しかも、それでいてバックアップロール7の巨大化の抑制はもとより、圧延機の大型化、高コスト化メンテナンスの煩雑化等を抑制できるものであり、かつバックアップロール7としての潤滑管理の簡素化及び上下共通化(互換性)等も可能になるといった種々の利点が得られる。

0024

なお、このような強圧下ではそれだけ加工熱も高くなるので、ワークロール6及びバックアップロール7に対するロール冷却機能も高めておくことが好ましい。また、ワークロール6にロールベンダ機能を持たせることは当然のことであり、そのため、各バックアップロール7のロールフレーム8に、その長手方向(バックアップロール7の軸方向)の複数箇所サーボ式油圧シリンダ(図示せず)を設けておき、バックアップロール7に必要に応じてクラウニングを施してワークロール6にクラウニングを与えるようにしておくのが好ましい。

0025

また、強圧下圧延機1にAGC厚さ制御装置を設け、圧延素材9の圧延中の厚さ制御を行う。さらに粗圧延の直前、圧延中、圧延後等に行うデスケーリングのうち、少なくとも各圧延機の直前で行うものは、圧延が強圧下圧延であることから、圧延素材9に対する酸化スケールの除去は確実に行いスケール押し込み疵の発生を防止することが重要である。

0026

図4に圧延設備列の例を示す。図4は後方ターンテーブル5から分岐した圧延ライン10に、圧延機2、竪型圧延機3、強圧下圧延機1、竪型圧延機3、圧延機2の順に設備配列されている。このように設備配列することによって、圧延ラインを2系列持つことになり、通常圧延と強圧下圧延での使い分け、或いは分岐した圧延ラインで圧延素材の温度調整と強圧下圧延を行い、その後、圧延素材を元の圧延ラインに戻し、仕上圧延工程に移ることも可能である。

0027

図5に圧延設備列の例を示す。図5は粗圧延工程の入側から圧延機2、竪型圧延機3、強圧下圧延機1、竪型圧延機3、強圧下圧延機1、竪型圧延機3、圧延機2の順に設備配列されている。そして2基の強圧下圧延機1が圧延ライン10の軸に対して45°の角度で互いに逆向きに配列されている。このように2基の強圧下圧延機1を圧延ライン軸に対して互いに逆向きの角度を持って配列することによって、圧延素材を角度に対して直角方向に強圧下圧延することができ、かつ2基の強圧下圧延機1が逆向きの角度で配列されているため、角度に対して直角方向にクロス圧延を行ったと同様な効果を圧延素材に付与することができる。

0028

この場合、強圧下圧延機1のワークロールは、圧延された圧延素材が圧延ラインから外れる側のワークロールの径を片側の径よりも大きくしたテーパーロールとする。すなわち、強圧下圧延機1の配列角度が圧延ライン軸に対して45°であるため、大きい径は小さい径よりも、例えばLsin45°程度大きくすることによって、圧延素材が圧延ライン軸に対して平行に圧延される。これによって、2基の強圧下圧延機1間の圧延ライン幅を拡げる必要はなくなる。ここで、L はワークロールの長さである。また、強圧下圧延機1のワークロールをテーパーロールにせず、2基の強圧下圧延機1間の圧延ライン幅を拡げて、圧延素材を45°方向に移動させて強圧下のクロス圧延を行ってもよい。

0029

図6に圧延設備列の例を示す。図6は粗圧延工程の入側から幅方向プレス機11、厚さ方向プレス機12、圧延機2、竪型圧延機3、強圧下圧延機1、竪型圧延機3、圧延機2の順に設備配列されている。粗圧延工程において、粗圧延工程の入側に幅方向プレス機11と厚さ方向プレス機12を配設して、このプレス機を用いて圧延素材に幅方向と厚さ方向にプレスを行い塑性加工を施し、結晶粒の微細化を図る。これによって、強圧下圧延機のみの圧延よりも結晶粒の微細化が促進され、より高強度の鋼板が得られる。圧延素材が長く一度にプレスできない場合は、プレスされた範囲だけを順次移動して圧延素材全体をプレスする。なお、幅方向プレスは、厚さ寸法に対して幅方向寸法が大きいため、プレス時に形状的なふくれが生じ易くなるので、形状拘束の観点から、押さえ装置等(図示せず)の設置が望ましい。

0030

図7に圧延設備列の例を示す。図7は粗圧延工程の入側から圧延機2、竪型圧延機3、強圧下圧延機1、竪型圧延機3、圧延機2、竪型圧延機3、ピンチロール14、幅方向移動強圧下圧延機13、ピンチロール14、竪型圧延機3、圧延機2の順に設備配列されている。強圧下圧延機1の出側に幅方向移動強圧下圧延機13を配設することによって、強圧下圧延機1で延ばされ既に圧延ライン幅以上に長くなり、ターンテーブルで90°回転できない圧延素材においても、ワークロールの長さでもって圧延を繰り返すことによって、幅方向圧延が可能となる。なお、幅方向移動強圧下圧延機13の入側と出側にピンチロール14を配設することによって、圧延素材の圧延ライン方向の移動を容易にするとともに、幅方向移動強圧下圧延機13による幅方向圧延時の圧延素材を上下から押圧して固定し、圧延素材の位置ずれを防止することができる。

0031

図7の圧延設備列には、図8または図9に示す幅方向移動強圧下圧延機13が配設されている。図8の幅方向移動強圧下圧延機13は、既述の強圧下圧延機1のロール軸が圧延ラインに対して平行になるように配設し、ハウジング24を圧延素材9の幅方向に移動することによって、上下のワークロール6が対となって圧延素材9を挟んで幅方向圧延を行う構成である。また、図示はしていないが、既述の強圧下圧延機1のロール軸が圧延ラインに対して平行になるように配設し、圧延素材9を圧延素材9の幅方向に移動することによって、上下のワークロール6が対となって圧延素材9を挟んで幅方向圧延を行う構成でもよい。図9は既述の強圧下圧延機1の上側ロールのみの構成で、定盤15の上に移動してきた圧延素材9を押圧して幅方向に延ばす(圧延する)幅方向移動強圧下圧延機13である。

0032

図10は、幅方向移動強圧下圧延機13による圧延の一例で、(a) はハウジング24が圧延素材9の幅方向に移動する例で、(b) はハウジング24が固定され、圧延素材9が圧延素材9の幅方向に移動する例である。図10(a) は幅方向移動強圧下圧延機13のハウジング24が油圧シリンダー等の駆動装置ベッド25上を圧延素材9の幅方向に移動して、幅方向圧延を行うもので、ハウジング24には、ワークロール6を駆動するための駆動モーターも載置しておく。図10(b) は幅方向移動強圧下圧延機13のハウジング24は固定され、上下のワークロール6の回転により圧延素材9が圧延素材9の幅方向に移動して、幅方向圧延を行う。この場合は、圧延素材9が圧延素材9の幅方向に移動するためのローラーテーブル(図示せず)の設置が必要である。図9に示す幅方向移動強圧下圧延機13の場合は、定盤15の前後には、圧延素材9を定盤15から浮かせて移動させるローラーテーブル(図示せず)の設置が必要である。

0033

以上述べた高強度鋼板を得るための圧延設備列は一例にすぎず、目的に応じてこれらの圧延設備列を組み換えることが好ましい。

発明の効果

0034

以上述べたところから明らかなように、本発明によれば、粗圧延工程において、強圧下圧延機を用い、かつ圧延機の配列を従来の配列と変えているため結晶粒を微細化した圧延素材が得られる。この圧延素材を仕上圧延することによって高強度鋼板を得ることができる。

図面の簡単な説明

0035

図1実施例1の本発明の基本的な圧延設備列の例を示す図である。
図2粗圧延工程で用いる強圧下圧延機を概略的に示す側面図である。
図3図3のA−A線矢視図である。
図4実施例2の圧延設備列の例を示す図である。
図5実施例3の圧延設備列の例を示す図である。
図6実施例4の圧延設備列の例を示す図である。
図7実施例5の圧延設備列の例を示す図である。
図8実施例5で用いる幅方向移動強圧下圧延機を概略的に示す正面図である。
図9実施例5で用いる幅方向移動強圧下圧延機を概略的に示す正面図である。
図10 実施例5の幅方向移動強圧下圧延機による圧延の一例で、(a) はハウジングが圧延素材の幅方向に移動する例で、(b) はハウジングが固定され、圧延素材が圧延素材の幅方向に移動する例である。
図11 従来の熱延鋼板の製造ラインを概略的に示す図である。

--

0036

1…強圧下圧延機、2…圧延機、3…竪型圧延機、4…前方ターンテーブル、5…後方ターンテーブル、6…ワークロール、7…バックアップロール、8…ロールフレーム、9…圧延素材、10…圧延ライン、11…幅方向プレス機、12…厚さ方向プレス機、13…幅方向移動強圧下圧延機、14…ピンチロール、15…定盤、16…4重式粗圧延機、17…4重式仕上圧延機、18…加熱炉、19…デスケーラ、20…2重式粗圧延機、21…巻取機、22…熱延コイル、23…クロップシヤー、24…ハウジング、25…ベッド。

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